第四章 无机大宗化学品2纯碱-xj讲解.ppt

4.2 纯碱 4.2.1 概述 纯碱与烧碱的发展和生产方法 4.2.2 氨碱法制纯碱 4.2.2.1 石灰石煅烧与石灰乳制备 石灰石的煅烧 CaCO3 (s) = CaO (s) + CO2 (g) 温度 控制CO含量 控制CO2含量 石灰窑 4.2.2.2 盐水精制及吸氨 一 盐水精制 目的：去除钙、镁离子 方法：A-石灰塔气法 B-石灰纯碱法 比较：A利用碳化尾气，但精制过程出现 “结合氨”对碳化不利；B无结合氨， 但消耗最终产品纯碱 二 盐水吸氨 目的：制备氨盐水，并使其达到碳酸化 所要求浓度 吸氨反应： NH3 + H2O = NH4OH + 35.2KJ/mol 原盐和氨溶解度相互影响 吸氨过程变化： 热效应 体积变化 吸氨变化 4.2.2.3 氨盐水碳酸化 吸收、结晶、传热过程 目的：获得产率高、质量好NH4HCO3 结晶 碳酸化基本原理—相图分析 4.2.2.4 重碱过滤与煅烧 过滤：分离晶浆中悬浮的固相NaHCO3 (45~50%) 4.2.2.5 氨的回收 含NH3母液：过滤母液 淡液 蒸氨原理-化学反应、气液平衡 蒸氨塔 工艺条件 排污与三废处理 氨碱法特点 4.2.3 联合法制取纯碱和氯化铵 原料(NaCl+NH3+CO2)→Na2CO3 + NH4Cl 特点： 原料利用率高 节能降耗 流程简单，投资省 废弃物少 联合制碱流程简图 一、 制碱与制胺过程工艺 工艺条件： 压力：碳化为高压；制碱、制铵和结晶为常压 温度：冷析为8～10 ℃、盐析为13～15 ℃ 母液浓度： α：氨母液I中游离氨与CO2浓度之比，当析晶温度为10 ℃ ， α ＝2.1～2.4 β ：氨母液II中游离氨与NaCl的物质的量之比，当析晶温度为10 ℃ ， β ＝1.04～1.12 γ ：氨母液II中Na+对结合氨的物质的量之比，当盐析结晶温度为10～15 ℃ ， γ ＝1.5～1.8 二、 氯化铵结晶与流程 NH4Cl结晶原理：过饱和度 过饱和度的数学计算 生产中常用计算的方法粗略估计过饱和度 设：结晶器温度均匀 稀释倍率＝主泵循环量(m3/h)/加入母液流量(m3/h) 二、 氯化铵结晶与流程 影响NH4Cl粒度因素： 溶液成分、搅拌强度、冷却速度、晶浆固液比、停留时间 第三节 电解法制烧碱和氯气 基本概念： 电解过程： 电能 → 化学能 电解质 法拉第第一、第二定律 电流效率 = 实际生产电量/理论电量 理论分解电压、超电压与槽电压 电能效率 = W理/ W实 * 100% = 电量Q * 电压E = 电流效率 * 电压效率 电极反应： 阴极：H2O + e- → ? H2 + OH- 阳极： 2Cl- - 2e- → Cl2 副反应： Cl2 + H2O → HClO + HCl NaOH + HClO + HCl → ClO- + Cl-